电解原理教案

《电解原理》教学设计

北京市第十五中学王冬松

一、指导思想与理论依据

核心思想：

（一）以教学单元为整体。基于学生原有认识、凸显认知冲突在原理和规律的形成过程中的作用，设计富有驱动性的以认知冲突及其解决为主题的课堂活动增强课堂时效性。

通过对以往教学经验的回顾和分析发现学生对于电解原理的理解是相对滞后的，往往需要在习题中大量碰壁和再次学习才能形成正确认识。放电顺序虽然记住但是不会应用。究其原因我认为是在初始课教学的时候没有充分调动学生的思维，没有通过富有驱动性的认知冲突去形成感悟和结论。

何谓原理教学初始课的实效性？我认为就是通过该课形成令初学者眼前一亮，耳目一新的新认识，建立基本的思考一类问题的思维模型，相对于此，概念理解的细节雕琢反而是其次的。要实现这个实效性，就必须设计针对学生有真正触动的问题序列，建立有效的认知冲突，而要有效就必须是基于学生原有认识。

原有认识有些是我们思考的工具和基础：如离子反应提供了微粒观、水的电离平衡提供了平衡观、氧化还原规律提供了氧化还原观等。还有一些成为我们建立认知冲突发现和完善规律的支撑。如本节课的第一个环节就是对电解质溶液如何导电的深入思考，进而引出通电使溶液发生氧化还原反应的认识假设（针对理论思考能力较自觉的学生）。而稀硫酸和铜是否可以反应生成氢气这个“不是问题的问题”成为完善放电顺序中未知项的依据。化学史是最鲜活的科学思维教材，认知冲突也可以源于此，如戴维电解制取金属钾的失败引发我们对放电顺序的思考。

2、关注原理和规律形成过程中认识层级和认识难度的递进设计单元整体教学以及课堂活动。原理的学习需要首先建立一个整体、总括性的认识才有进一步细化和强调的基础，才能将

规律的应用变成自觉。如本课的认识阶段可分为

认识层级

课堂活动设计

1、什么是电解及其与氧化还原的关系。

溶液导电微观解释的追问和假设，设计实验验证假设。用电环流解释并记忆电解中的氧化还原规律。

2、在认知冲突中发现并完善放电顺序

戴维电解法发现钾的成与败带给我们的思考。稀硫酸与铜的反应如何实现的思考。

3、电解是进行非自发氧化还原的手段

接上述活动

4、电解是电能转换为化学能的途径

利用化学蓄能电站对电解与原电池的能量转化进行对比。

就整个单元来说，尽管思考进程大致遵循一个首先建立理论然后学习规律最后应用的递进层级，但其中电解规律的应用（放电顺序、电解问题的一般分析思路）其实是一个核心问题，需要在整个单元整体设计的时候考虑到每个环节对这些能力层面的目标落实到什么地步，真对本节课作为初始课的铺垫作用，另一方面考虑到对电解概念认识过程中所引用的事例的角度（戴维电解制取钾、电解法实现稀硫酸和铜的反应）将单元教学内容作了如下调整：将放电顺序的讲解放到第一课时。在应用课时中强化和发展这个方法。

1、基于以上两点设计的和以往教学设计不同的几个教学环节：

（1）从溶液导电这个熟悉的事实出发提出溶液具体是如何导电的这个问题。通过对已有知识的利用以及教师新输入认识的整和建立溶液导电可能是发生了氧化还原反应这一推测。

（2）完善和细化上述推测并选择通电的溶液预测实验现象，通过实验验证。从而建立电解过程的微观认识模型。

（3）从化学史上戴维制取钾的成功和失败中吸取教训，认识放电顺序的存在。

（4）通过对电解法实现稀硫酸与铜的反应完善放电顺序的认识，同时建立电解是实现非自发氧化还原的手段的认识。

二、教学背景分析

学习内容分析：

（一）电解原理是化学反应原理中要求层级较高的内容它以氧化还原反应、离子反应、原电池、水溶液中的离子平衡作为基础，同时是对化学反应中的能量变化，化学反应进行的方向知识的应用与提高。学生的原有认识能在这里发挥巨大的基础作用。同时电解教学把理论研究和实验探究都放到了十分重要的位置。是利用理论知识对各种途径信息所带来的认知冲突进行分析、归纳的试炼场，是培养学生综合学科能力和科学思维品质的大好契机。

（二）从单元整体教学的角度来说电解的原理是学习电解的应用的基础，电解应用是对电解原理的内化和提升，也是与原电池相结合对电化学知识从装置、电极反应、能量变化、自发非自发进行对比梳理的前提，因此教材在本节最后安排了原电池和电解池的比较。电化学知识综合应用于解决实际问题在电解理论、规律学习完成之后成为可能，因此整个单元可以在最后加设一节电化学综合应用课时从解决实际问题的角度开拓学科视野丰富知识外延。

（三）在电解原理的教学中教材安排了电解CuCl­2溶液作为电解的引入并以其现象作为与氧化还原反应联系的桥梁，我在做教学设计之初对教材选取该实验的目的和使用策略做了如下思考：

首先选取CuCl2作为电解对象是一个巧妙、合理的设计。一方面因为Cu2+和Cl-在放电顺序中分别在水电离的H+和OH-之前使不了解放电顺序的学生不会产生困惑，另一方面电解的产物（Cu和Cl2）特征明显，便于检验。

其次我在思考该实验的使用策略时产生了两个疑问：一、教材通过这一个溶液导电是发生了氧化还原反应这个事实，推广到溶液的导电过程都是发生了氧化还原反应是否缺乏普遍性？

二、学生能根据产物把现象和氧化还原联系起来，但很可能会跨越了微观形象思维，这个思维却是学生理解电解原理以及今后应用的很重要的思维模型，在以往的教学中这个微观的过程多由教师展示的动画来表现和补充，但如果学生的思维能力较好是否也可以把它交给学生由他们从这里出发对溶液导电的微观过程思考和假设呢（老师用动画作为思维的辅助）？作为大胆尝试，我在本课中设计了“电解质溶液是如何导电的？”这个看似简单实则却引发了

对微观过程思考的大设问(具体见教学过程设计)用对它的推理和验证作为电解原理学习的主要线索。为了让这样的一个预测不流于形式和主观臆断，真正发挥引导学生向知识和能力目标方向思考我设计了推测的三个阶段如图：

这样不仅把过分开放的设问变得有指向性，具体化，而且在学生的主动中实现了对知识目标中离子移动方向，氧化、还原反应得、失电子和电极的对应关系的思考起到了在原理课教学之初真正调动学生思维理解原理本质的作用。

通过合理的设计学生自己也选择了CuCl2,这样一来把实验设计的自主性交给了学生。后续当讲解完放电顺序之后安排了一个反思：使用CuCl2做电解质溶液研究电解是我们的幸运？为什么？使学生更深入地理解了教材以及编写者的意图。

(4)放电顺序的认识和应用是电解教学的难点和重点，教材的处理是讲解应用时从电解氯化钠的实验现象引入并在电镀和电冶金中应用，但限于学生对它的陌生能马上运用得流畅自如很不容易。为了和电解的应用形成适当的衔接，我设计了在电解原理的课时利用化学史上戴维电解法制取钾单质的失败与成功的例证来引出放电顺序，在电解实现了稀硫酸与铜的非自发反应的例证中完善和补充了这个顺序。实现了教学素材的多角度挖掘和使用，并为单元整体教学中重点知识铺垫了比较平均的认识上升阶梯。